专利名称：基于can通信的液化天然气发动机压力调节器电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于CAN通信的液化天然气发动机压力调节器电路，属于汽车发动机控制领域。
背景技术：
传统的发动机控制器是将驱动电路布置在控制器内部，然后通过线束控制燃油的喷射及燃油与空气的混合，需要布置多根线束，驱动电路与控制电路集成在一起，EMC特性降低。
发明内容本实用新型的目的是提供一种基于CAN通信的液化天然气发动机压力调节器电路，其将驱动电路及部分控制电路放置在喷气压力调节器内部，然后通过CAN网络与液化天然气发动机的主控制器通讯，达到到减少线束数量，改善EMC特性的目的。本实用新型的技术方案是这样实现的基于CAN通信的液化天然气发动机压力调节器电路，由电源电路，压力传感器处理电路，电压、温度监控电路，EEPROM存储电路，压力调节阀驱动电路，CAN通讯电路，微处理器电路组成，其特征在于微处理器电路是微处理器U5的4脚、30脚、43脚接VCC, U5的5脚、29脚、42脚接GND, C5、C20、C14分别接VCC与GND作为U5的4脚、30脚、43脚三个电源引脚的去耦电容；U5的6、7脚接有匹配晶振Yl及电阻R2，并且通过电容C2、C3接地；复位信号通过电阻Rl与U5的复位输入8脚相连，同时U5的8脚通过电阻R5上拉到VCC，通过电容C4接地；U5的9脚通过电阻R3、R4和PNP三极管Ql来实现控制模拟电源VACC供电的功能；U5的33脚通过电阻R19上拉到VCC，同时 接程序下载接插件的I脚；压力传感器处理电路，R7, R8, C9差分滤波网络接U4:2 5脚和6脚，R13，R14对VACC分压提供稳定的偏置，R16，R17，C18差分滤波网络接U4:1 3脚和2脚；CAN通讯电路是CAN收发芯片U7的3脚与VCC相连，同时通过滤波电容C24接地;U7的I脚、4脚分别通过电阻R31、R32与微处理器U5的CAN通讯接口引脚21脚、22脚相连；U7的8脚通过电阻R33下拉到地，同时与微处理器U5的20脚相连；U7的7脚CAN高、6脚CAN低分别与接插件的2脚、3脚相连，同时U7的7脚、6脚分别接瞬态抑制二极管D4及电容C22、C25，D4、C22、C25另一端均接地；R21、R24、R25分别接CAN高、CAN低、CAN屏蔽信号，构成CAN通讯终端电阻网络。本实用新型的积极效果是可以降低液化天然气发动机控制器成本，减少液化天然气发动机控制器的线束数量，提高液化天然气发动机压力调节的实时性。
图I是本实用新型电路实施例的电路原理框图。图2是图I中电源电路图。图3是图I中压力传感器处理电路图。[0009]图4是图I中微处理器电路图。图5是图I中EEPROM存储电路图。图6是图I中CAN通讯电路图。图7是图I中压力调节阀驱动电路图。图8是图I中电压、温度监控电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明基于CAN通信的液化天然气发动机压力调节器电路，由电源电路，压力传感器处理电路，电压、温度监控电路，EEPROM存储电路，压力调节阀驱动电路，CAN通讯电路，微处理器电路组成，其特征在于微处理器电路是微处理器U5的4脚、30脚、43脚接VCC, U5的5脚、29脚、42脚接GND, C5、C20、C14分别接VCC 与GND作为U5的4脚、30脚、43脚三个电源引脚的去耦电容；U5的6、7脚接有匹配晶振Yl及电阻R2，并且通过电容C2、C3接地；复位信号通过电阻Rl与U5的复位输入8脚相连，同时U5的8脚通过电阻R5上拉到VCC，通过电容C4接地；U5的9脚通过电阻R3、R4和PNP三极管Ql来实现控制模拟电源VACC供电的功能；U5的33脚通过电阻R19上拉到VCC，同时接程序下载接插件的I脚；压力传感器处理电路，R7，R8，C9差分滤波网络接U4:2 5脚和6脚，R13，R14对VACC分压提供稳定的偏置，R16，R17，C18差分滤波网络接U4:1 3脚和2脚；CAN通讯电路是CAN收发芯片U7的3脚与VCC相连，同时通过滤波电容C24接地；U7的I脚、4脚分别通过电阻R31、R32与微处理器U5的CAN通讯接口引脚21脚、22脚相连；U7的8脚通过电阻R33下拉到地，同时与微处理器U5的20脚相连；U7的7脚CAN高、6脚CAN低分别与接插件的2脚、3脚相连，同时U7的7脚、6脚分别接瞬态抑制二极管D4及电容C22、C25, D4、C22、C25另一端均接地；R21、R24、R25分别接CAN高、CAN低、CAN屏蔽信号，构成CAN通讯终端电阻网络。工作原理压力传感器处理电路将压力传感器输出的电压信号经过差分运算电路处理后输入到微处理器的模拟量输入引脚。微处理器经过运算处理后输出相应的驱动信号，驱动信号控制压力调节阀驱动电路中的智能H桥驱动芯片动作，H桥驱动芯片输出PWM信号，进而控制电子压力调节阀稳定在合适的位置，从而达到控制液化天然气喷气压力的功能。电源电路为压力调节电路内部各芯片提供5V电源供电及系统上电复位信号。电压、温度监控电路中，电压监控电路主要监控电源电路输出的5V是否稳定，以便为模拟量提供精准的参考电压，温度监控电路采集负温度系数温度系数热敏电阻的电压，此监控电路输出的两路模拟电压信号均输入到微处理器的模拟量输入引脚。EEPROM存储电路与微处理器的SPI接口连接，微处理器在调节器工作时通过SPI接口将关键的数据存入EEPROM中，从而确保液化天然气发动机稳定的工作。CAN通讯电路主要就是CAN信号收发芯片，为了保护CAN通讯信号的完整性，加入CAN屏蔽信号处理电路，并将此信号引出到接插件的端子上，CAN信号收发芯片一端与微处理器的CAN接口连接，另一端与外部控制器的CAN通讯端口连接，形成整车CAN网络上的一个节点。微处理器电路核心是8位微处理器，采用外部晶体振荡器为压力调节器电路提供稳定的时钟，程序调试、下载采用标准的BDM调试接口，同时通过外部PNP三极管控制压力传感器处理电路中运算放大器的供电。[0017]如图I所示，本新型液化天然气发动机压力调节电路，包括电源电路、压力传感器处理电路、电压/温度监控电路、EEPROM存储电路、压力调节阀驱动电路、CAN通讯电路、微处理器电路等七部分电路模块。液化天然气压力信号与电路中压力传感器处理电路相连，压力传感器电路与微处理器相连，电源电路与微处理器连接，温度、电压监控电路与微处理器相连，EEPROM存储电路与微处理器互联，微处理器通过压力调节阀驱动电路与压力调节电磁阀相连，CAN通讯电路与微处理器互联。如图2所示，电池供电信号经过双向稳压二极管D1，端口 ESD保护电容C6，R6、C7组成的低通RC滤波网络，供电信号输入到电源芯片U2的I脚，电源芯片U2的5脚输出5V电源信号VCC, VCC经过稳压二极管D2,滤波电容C16、C17,处理后输出稳定的电源信号，电源芯片U2的4脚与电容C13连接，起到复位信号延时的作用，电源芯片U2的2脚输出系统上电复位信号通过电阻Rl与微处理器U5的复位输入8引脚连接，为整个电子压力调节电路提供可靠的复位信号。如图3所示，Ul差分压力传感器具有很高的灵敏度，但满量程电压输出范围比较小，该传感器能将燃气混合前压力与燃气空气混合后的压力转化为差分输出，经U4:2和U4:1运算放大器两级放大后，将mV的差分电压输出转化成(T5V的单端电压输入到U5微处理器A/D通道。Ul差分压力传感器4脚和2脚的差分输出经R7，R8, C9组成的差分滤波电路后，经U4:2差分放大，VACC经R13，R14分压后提供稳定的电压偏置，U4:l将U4:2输入电压二级放大后转化为单端输出。如图4所示，微处理器U5的4脚、30脚、43脚接VCC, U5的5脚、29脚、42脚接GND, C5、C20、C14分别接VCC与GND作为U5的4脚、30脚、43脚三个电源引脚的去耦电容；U5的6、7脚接有匹配晶振Yl及电阻R2，并且通过电容C2、C3接地；复位信号通过电阻Rl与U5的复位输入8脚相连，同时U5的8脚通过电阻R5上拉到VCC，通过电容C4接地；U5的9脚通过电阻R3、R4和PNP三极管Ql来实现控制模拟电源VACC供电的功能；U5的33脚通过电阻R19上拉到VCC，同时接程序下载接插件的I脚。如图5所示，EEPROM存储器芯片U3的7、8脚与VCC相连，同时通过滤波电容C8接地;U3的I脚通过电阻R9上拉到VCC，同时与微处理器U5的10脚相连，U3的2、3、5、6脚分别与微处理器U5的16、17、15、14引脚相连，实现SPI通讯接口 ；U3的4脚接地。如图6所示，CAN收发芯片U7的3脚与VCC相连，同时通过滤波电容C24接地；U7的I脚、4脚分别通过电阻R31、R32与微处理器U5的CAN通讯接口引脚21脚、22脚相连；U7的8脚通过电阻R33下拉到地，同时与微处理器U5的20脚相连;U7的7脚CAN高、6脚CAN低分别与接插件的2脚、3脚相连，同时U7的7脚、6脚分别接瞬态抑制二极管D4及电容C22、C25, D4、C22、C25另一端均接地；R21、R24、R25分别接CAN高、CAN低、CAN屏蔽信号，构成CAN通讯终端电阻网络。如图7所示，H桥驱动芯片U6的4脚、5脚、16脚与电池供电信号VBAT相连，同时滤波电容C21与VBAT和地相连；H桥驱动芯片U6的I脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、20脚都接地；U6的输入信号3脚、19脚分别与微处理器U5的26脚、25脚相连；U6的使能信号13脚与微处理器U5的19脚相连；U6的关断信号18脚与微处理器芯片U5的18脚相连；U6的状态标志2脚与微处理器芯片U5的24脚相连，同时通过电阻R27上拉到5V电源信号VCC，旁路电容C29与VCC和地相连；U6的14、15脚是输出驱动信号2，接电磁阀的正端，电容C28是电磁阀正端对应接插件的ESD保护电容；U6的6、7脚是输出驱动信号1，接电磁阀的负端，电容C31是负端对应接插件的ESD保护电容；U6的片选信号17脚不用，悬空。如图8所示，电池电压信号VBAT经过电阻R22、R23分压后将电池电压监控信号分压输出到微处理器U5的47脚；负温度系数传感器信号经过上拉电阻R26上拉直VACC， 在经过低通RC滤波网络R28、C30输出到微处理器U5的I脚，C27是负温度系数传感器信号的接插件端子ESD保护电容。
权利要求1.基于CAN通信的液化天然气发动机压力调节器电路，由电源电路，压力传感器处理电路，电压、温度监控电路，EEPROM存储电路，压力调节阀驱动电路，CAN通讯电路，微处理器电路组成，其特征在于微处理器电路是微处理器U5的4脚、30脚、43脚接模拟电源VCC，微处理器U5的5脚、29脚、42脚接GND，电容C5、电容C20、电容C14分别接模拟电源VCC与GND作为微处理器U5的4脚、30脚、43脚三个电源引脚的去耦电容；微处理器U5的6、7脚接有匹配晶振Yl及电阻R2，并且通过电容C2、电容C3接地；复位信号通过电阻Rl与微处理器U5的复位输入8脚相连，同时微处理器U5的8脚通过电阻R5上拉到模拟电源VCC，通过电容C4接地；微处理器U5的9脚通过电阻R3、电阻R4和PNP三极管Ql来实现控制模拟电源VACC供电的功能；微处理器U5的33脚通过电阻R19上拉到模拟电源VCC，同时接程序下载接插件的I脚；压力传感器处理电路，电阻R7，电阻R8，电容C9差分滤波网络接U4:2 5脚和6脚，电阻R13，电阻R14对模拟电源VACC分压提供稳定的偏置，电阻R16，电阻R17，电容C18差分滤波网络接U4:1 3脚和2脚；CAN通讯电路是CAN收发芯片U7的3脚与模拟电源VCC相连，同时通过滤波电容C24接地；收发芯片U7的I脚、4脚分别通过电阻R31、电阻R32与微处理器U5的CAN通讯接口引脚21脚、22脚相连；收发芯片U7的8脚通过电阻R33下拉到地，同时与微处理器U5的20脚相连；收发芯片U7的7脚CAN通讯接口高、6脚CAN通讯接口低分别与接插件的2脚、3脚相连，同时收发芯片U7的7脚、6脚分别接瞬态抑制二极管D4及电容C22、电容C25，二极管D4、电容C22、电容C25另一端均接地；电阻R21、电阻R24、电阻R25分别接CAN通讯接口高、CAN通讯接口低、CAN通讯接口屏蔽信号，构成CAN通讯终端电阻网络。
专利摘要本实用新型涉及一种基于CAN通信的液化天然气发动机压力调节器电路，由电源电路，压力传感器处理电路，电压、温度监控电路，EEPROM存储电路，压力调节阀驱动电路，CAN通讯电路，微处理器电路组成，其将驱动电路及部分控制电路放置在喷气压力调节器内部，然后通过CAN网络与液化天然气发动机的主控制器通讯，达到到减少线束数量，改善EMC特性的目的。
文档编号F02D19/02GK202520421SQ20122001524
公开日2012年11月7日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者江进, 焦育成, 田辉, 黄荣华 申请人:中国第一汽车股份有限公司